CN1914587A

CN1914587A - 考虑观察者视角来执行液晶板图像模拟的全景演示的方法

Info

Publication number: CN1914587A
Application number: CNA2004800414406A
Authority: CN
Inventors: 元太映; 尹锡仁
Original assignee: SANAYI SYSTEM Co Ltd
Current assignee: SANAYI SYSTEM Co Ltd
Priority date: 2004-02-07
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2007-02-14
Also published as: US20070052708A1; JP2007524868A; KR20040017268A; WO2005076122A1; KR100654615B1

Abstract

本发明公开了一种显示图像模拟的结果的方法，所述图像模拟预测随着观察者视角而显示的图像的色调、对比度和亮度。本发明包括基于观察者的视角来执行坐标变换和对图像进行投影以生成新透视图像的步骤。结果，可以逼真地显示和分析图像模拟的结果。此外，本发明对分析图像模拟结果提供了方便。

Description

考虑观察者视角来执行液晶板图像模拟的全景演示的方法

技术领域

本发明涉及一种执行液晶板图像模拟并显示图像模拟结果的方法，所述液晶板图像模拟能够在考虑观察液晶板的观察者的视角的情况下对输出图像的颜色、亮度和对比度特性进行预测。

更具体地，本发明涉及考虑视角来执行图像模拟并显示图像模拟结果的方法。

背景技术

随着多媒体技术的不断发展，更多人使用液晶显示器(LCD)，LCD可以被制成为尺寸小且重量轻，从而它们适用于笔记本计算机、个人数字助理(PDA)以及手持电话等。然而，LCD根据视角而具有不同的颜色实现特性，使得它们存在如下缺点：根据视角，用户的眼睛不同地观察到单一图像。为了解决上述问题，许多开发者对用于改进随视角而变化的图像输出特性的方法进行了深入的研究。

为了改进LCD的随视角而变化的图像输出特性，已广泛使用各种模拟软件程序，其使用数值分析方法计算LCD的电/光特性，并基于计算结果来预测LCD的最终输出图像。

图1是例示了常规LCD模拟软件实现的图像输出方法的概念图。参照图1，常规LCD显示模拟软件10获取输入图像20与各视角相关联的模拟结果图像31和32，并使用图像结果输出模块显示所获得的模拟结果图像31和32。

同时，将用户的肉眼观察到的LCD图像确定为基于以观察对象的观察者的眼睛位置(即，视点)为基础的新坐标系(即，眼睛坐标系)的图像，而不是基于包括x、y和z轴的三维世界坐标系的图像。此外，与画面相关联的世界坐标系中包含的坐标信息不发生变化，但是在眼睛坐标系上的其他坐标信息随着观察者的视角而变化。因此，尽管LCD固定于单个位置，但是观察者根据其视角的方向而观察到不同图像。

因此，当用户观察模拟结果图像时，上述常规图像输出方法不考虑根据观察者视角的形状变化，只显示由随视角变化而变化的LCD图像实现特性形成的图像。

图2示出了常规图像输出方案的图像与其中考虑了由视角导致的眼睛坐标变化的另一图像之间的差异。参照图2，如果观察者按视角(0，45)来观察LCD，则观察者的肉眼观察到的LCD图像被确定为其中考虑了视点的上图像41。然而，常规的图像输出方案存在如下缺点：其只显示通过其中未考虑基于观察者视角的视点变化的LCD图像实现特性而形成的图像，如下图像42所示。观察者必须在辨认出当前图像的数值视角信息之后才观察当前图像，造成较大的使用不便。

在观察者基于视角不仅来观察LCD的模拟图像而且来观察必须分析视角特性的其他显示器的模拟图像的情况下，在上述LCD和其他显示器中普遍存在上述问题。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种根据观察者的视角来执行图像模拟、并且提供其中考虑了观察者视角信息的图像模拟结果的方法。

本发明的另一目的是提供一种输出图像模拟结果以使得观察者可以方便地对随观察者视角而变化的图像实现特性进行分析的方法。

根据本发明，可以通过提供一种显示图像模拟结果的方法来实现以上和其他目的，该方法包括以下步骤：a)接收与观察者的视角相关联的信息；b)使用所述视角信息而生成视见变换信息；c)基于所述视角读取要显示在画面上的模拟图像数据；以及d)将读取的图像投影在垂直于所述视角的投影面上，并执行图像在所述投影面上的映射处理。

附图说明

结合本发明的优选实施例的附图，通过对根据观察者视角来执行液晶板图像模拟的全景演示的方法的描述，本发明的其他特征将变得显见，然而，本发明的优选实施例不应被视为对本发明的限制，而只是用于说明和理解的目的。

在附图中：

图1是例示了根据现有技术的用于提供LCD图像模拟结果的图像输出方案的概念图；

图2示出了常规图像输出方案形成的图像与其中考虑了由观察者视角的方向而导致的眼睛坐标变化的另一图像之间的差异；

图3是例示了根据本发明的用于显示图像模拟结果的方法的流程图；

图4示例性地示出了根据本发明的根据观察者视角的视角方向信息和视见变换信息；

图5示出了根据本发明的其中将眼睛坐标系上的坐标信息投影在投影面上的示例；

图6到8示出了根据本发明的用于输入视角信息的方法；以及

图9示出了根据本发明的多个映射图像输出示例。

具体实施方式

参照图3到9对根据本发明的用于输出图像模拟结果的方法进行详细说明。

图3是例示了根据本发明的用于显示图像模拟结果的方法的流程图。参照图3，根据本发明的用于显示图像模拟结果的方法在步骤S110接收观察者希望的视角的信息，在步骤S120使用接收到的视角信息来生成与接收到的视角相关联的视见变换信息。随后，在步骤S130，上述方法执行与观察者的视角对应的图像计算或读取预计算图像数据。在步骤S140，将待显示图像投影在垂直于观察者视角的平面上，并将其映射在该平面上。并且，在步骤S150，显示所映射的图像。在步骤S160，确定观察者是否输入了与另一视角方向相关联的输入信号。如果观察者输入了另一视角信息，则重复从步骤S110(其中，生成与输入的视角信息相关联的视见变换信息)到步骤S160(其中，确定是否输入了另一视角信息)的多个步骤。

根据本发明的优选实施例，步骤S120(其间在接收视角信息时生成与视角相关联的视见变换信息)、步骤S140(其间根据观察者的视角而将待显示在画面上的所计算图像投影并映射在垂直于观察者视角的平面上)、以及步骤S150(其间显示映射图像)可以使用由开放源码图形库(如OpenGL和MESA等)提供的函数。

根据本发明的视角信息或视角方向信息表示在一个或更多个世界坐标系中使用的视点坐标。此外，视见变换信息表示用于将世界坐标系中使用的坐标转换成眼睛坐标系中使用的坐标的信息。

图4示例性地示出了根据本发明的根据观察者视角的视角方向信息和视见变换信息。参照图4，LCD画面200位于包括X_w、Y_w以及Z_w轴的世界坐标系中包含的XwYw平面上。世界坐标系的原点(0，250)位于LCD的中心处。在此情况下，视角信息表示与显示在世界坐标系上的视点(E，260)相关联的球面坐标(ρ，θ，φ)或直角坐标(X_E，Y_E，Z_E)。在球面坐标中，ρ表示从世界坐标系的原点0(250)到视点E(260)的距离，θ表示Xw轴与穿过投影在XwYw平面上的点E’(260)和原点0(250)的线段之间形成的角，φ表示在Zw轴与从原点0(250)到视点E(260)的矢量之间形成的角。

同时，眼睛坐标系包括X_e、Y_e以及Z_e轴，并以视点E(260)为原点。此外，将Ze轴设置为平行于从视点E(260)到世界坐标系的原点(0)的矢量，并将XeYe平面设置为垂直于Ze轴。

在此情况下，通过下式1所示的视见变换矩阵而将世界坐标系上的预定点(x_E，y_E，z_E)转换成点(x_e，y_e，z_e)。视见变换信息可以表示视见变换矩阵的各个分量。

[式1]

[\begin{matrix} x_{e} \\ y_{e} \\ z_{e} \\ 1 \end{matrix}] = [\begin{matrix} - \sin θ & - \cos φθ \sin & - \sin φθ \cos & 0 \\ \cos θ & - \cos φφ \sin & - \sin φ \sin θ & 0 \\ 0 & \sin φ & \cos φ & 0 \\ 0 & 0 & ρ & 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} x_{E} \\ y_{E} \\ z_{E} \\ 1 \end{matrix}]

图5示出了根据本发明的将眼睛坐标系上的坐标信息投影在投影面上的示例。参照图5，如果投影面300与视点E(260)间隔开垂直距离d(301)、投影面的水平宽度302确定为值2W、并且投影面的垂直宽度303确定为值2L，则将眼睛坐标系上的坐标确定为包括Xs和Ys轴的XsYs投影面上的坐标信息(X，Y)，并且可以由下式2和3来表示该坐标信息(X，Y)：

[式2]

X = d \frac{x_{e}}{z_{e}} + W

[式3]

Y = d \frac{y_{e}}{z_{e}} + L

因此，根据本发明，观察者可以使得显示随其视角信息而变化的LCD图像400。换句话说，读出根据视角信息而不同地计算出的图像数据或预计算的图像数据，并将其映射到其中考虑了视点的LCD图像，使得实现了随视角而变化的更逼真图像。

图6到8示出了根据本发明的用于输入视角信息的方法。如图6所示，用户使用由Windows程序实现的对话框510来输入与一个或更多个视点相关联的球面坐标或直角坐标，从而用户可以输入或校正视角信息。用户还可以选择预定义的视角信息而不是所希望的视角信息。如图7所示，用户可以使用鼠标或键盘来在附加坐标系520上确定视点的位置，并且可以输入或校正视点的位置。如图8所示，用户可以使用鼠标在其上显示有映射图像的投影面300上点击或拖动希望的坐标，从而用户可以实时地输入或校正视角信息，同时可以控制要显示的映射图像。

根据本发明的优选实施例，可以在投影面300上同时显示与输出图像相关联的信息和视角信息610中的任一个和它们的组合。

图9示出了根据本发明的多个映射图像输出示例。参照图7，同时显示了多个分割投影面，以使得同时显示与不同视角相关联的多个映射结果图像。

如根据以上描述所显见的，根据本发明的用于显示模拟结果图像的方法使得可以按由观察LCD画面的观察者的肉眼观察到的图像的形式来显示图像模拟结果，从而它可以对更逼真图像的实现特性进行分析。此外，本发明使得观察者可以输入多种视角，向观察者提供多种结果图像，并使得观察者可以方便地对随视角而变化的图像特性进行分析。

尽管针对本发明的示例性实施例对本发明进行了例示和描述，但是本领域的技术人员应当明白，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下在其中或者对其进行各种其他修改、删除以及添加。

因此，本发明不应被理解为局限于上述具体实施例，而应理解为包括在关于所附权利要求所述的特征的覆盖范围及其等同物内的可以实施的所有可能实施例。

Claims

1、一种用于显示板图像模拟结果的方法，所述板图像模拟结果将液晶显示板的电光特性展现为观察该液晶显示板的观察者的视角的函数，所述方法包括以下步骤：

a)将观察者的视角变换为坐标信息；

b)执行视见变换，所述视见变换基于观察者的视角的方向信息而将世界坐标系中的坐标信息转换成眼睛坐标系中的坐标信息；

c)从存储器中读出估计的图像数据，以输出视见变换结果；

d)将在步骤(c)读取的眼睛坐标系中使用的三维坐标图像投影在与经变换视角垂直的投影面上，并将投影结果映射到二维坐标；以及

e)显示映射结果图像。

2、根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括以下步骤：

当观察者使用鼠标点击视点的位置时，接收观察者的视点信息。

3、根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括以下步骤：

使用鼠标拖动操作或键盘的方向键来对视点的位置进行校正，并接收该视点的坐标信息。

4、根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)包括以下步骤：

使用诸如OpenGL或MESA的图形库中包含的函数。

5、根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(d)包括以下步骤：

使用诸如OpenGL或MESA的图形库中包含的函数。

6、根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(e)包括以下步骤：

在一个或更多个分割的投影面上显示映射结果图像。

7、根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(e)包括以下步骤：

进一步包括原始图像信息和视角信息中的任一个或它们的组合，并显示映射结果图像。

8、根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(e)包括以下步骤：

使用诸如OpenGL或MESA的图形库中包含的函数。